PROGRAMMA DI BIOLOGIA CLASSE III B /LS TESTO: D. Sadava, H. Craig Heller, Gordon H. Orians, Williams K. Purves, David M. Hillis – Biologia la scienza della vita volume B l’ereditarietà e l’evoluzione CAPITOLO 1 LA DIVISIONE CELLULARE 1. la divisione cellulare nei procarioti e negli eucarioti: la riproduzione sessuata ed asessuata; la divisione cellulare implica quattro eventi; i procarioti si dividono per scissione binaria. 2. La divisione cellulare degli eucarioti, il ciclo cellulare: una visione d’insieme; l’interfase comprende tre sottofasi. 3. La mitosi produce due nuclei identici: prima della mitosi, il DNA eucariotico si duplica e si addensa; la mitosi porta alla separazione di due nuclei identici; la citodieresi è la divisione del citoplasma; la mitosi e la riproduzione asessuata. 4. La riproduzione sessuata richiede la meiosi e la fecondazione: in natura esistono diversi cicli riproduttivi; la riproduzione sessuata contribuisce a creare variabilità fra i singoli organismi; il numero, la forma e le dimensioni dei cromosomi metafasici costituiscono il cariotipo. 5.la meiosi produce quattro cellule aploidi diverse tra loro: durante la prima divisione meiotica ha luogo il crossing over; gli errori nella meiosi portano a formule cromosomiche anomale, mitosi e meiosi a confronto; la variabilità genetica dipende dal comportamento dei cromosomi durante la meiosi. CAPITOLO 2 DA MENDEL AI MODELLI DI EREDITARIETÀ 1. La prima e la seconda legge di Mendel: i primi studi sull’ereditarietà si devono a Gregor Mendel; Mendel ha introdotto metodi nuovi negli esperimenti sull’ereditarietà; la prima legge di Mendel: la dominanza; la seconda legge di Mendel: la segregazione. 2. Le conseguenze della seconda legge di Mendel: prevedere il genotipo: il quadrato di Punnett; alleli e cromosomi: le basi molecolari dell’ereditarietà; Mendel sottopose le proprie ipotesi alla verifica del testcross. 3. La terza legge di Mendel: la terza legge di Mendel: l’assortimento indipendente, gli alberi genealogici umani rispettano le leggi di Mendel; le malattie genetiche possono essere dovute ad alleli dominanti o recessivi. 4.come interagiscono gli alleli: le mutazioni danno origine a nuovi alleli; molti geni presentano alleli multipli; la dominanza incompleta; nella codominanza si esprimono entrambi gli alleli di un locus; la pleiotropia. 5. Come interagiscono i geni. 6. In che rapporto stanno geni e cromosomi: i geni situati su uno stesso cromosoma di solito vengono ereditati insieme; fra i cromatidi fratelli può avvenire uno scambio di geni. 7. La determinazione cromosomica del sesso: i cromosomi sessuali e gli autosomi; i geni legati al sesso sono ereditati con modalità particolari, gli esseri umani presentano molte caratteristiche legate al sesso; sindrome di Turner e di Klinefelter. CAPITOLO 3 IL LINGUAGGIO DELLA VITA 1.Come si dimostra che i geni sono fatti da DNA: le basi molecolari ell’ereditarietà; il fattore di trasformazione di Griffith è il materiale ereditario; l’esperimento di Avery rivelò che il fattore di trasformazione è il DNA; gli esperimenti di Hershey e Chase hanno confermato che il materiale genetico è il DNA. 2. Qual è la struttura del DNA?: la composizione chimica del DNA; il modello a doppia elica di Watson e Crick; la struttura del DNA; la struttura a doppia elica è fondamentale per la sua funzione. 3. La duplicazione del DNA è semiconservativa. Il modello di Watson e Crick suggeriva che la molecola di DNA fosse in grado di duplicare se stessa; la duplicazione del DNA comprende due fasi; il complesso di duplicazione; le DNA polimerasi aggiungono nucleotidi alla catena in allungamento; i telomeri non si duplicano completamente; gli errori di duplicazione del DNA sono corretti da vari meccanismi di riparazione. CAPITOLO 4 IL GENOMA IN AZIONE 1.I geni guidano la costruzione delle proteine: di solito un gene determina la costruzione di un singolo polipeptide. 2. In che modo l’informazione passa dal DNA alle proteine: il dogma centrale: la trascrizione e la traduzione; l’RNA è un po’ diverso dal DNA.3. la trascrizione: dal DNA e all’RNA: la trascrizione avviene in due tappe; la traduzione richiede un codice genetico. 4. La traduzione: dall’RNA alle proteine: il ruolo del tRNA; per legare gli aminoacidi ai tRNA corrispondenti servono enzimi attivanti; per la traduzione sono indispensabili i ribosomi; le tappe della traduzione: l’inizio; le tappe della traduzione: l’allungamento; le tappe della traduzione: la terminazione; il lavoro non finisce con la traduzione. 5. Che cosa sono le mutazioni: le mutazioni non sono sempre ereditarie; a livello molecolare, le mutazioni si distinguono in tre grandi gruppi; le mutazioni puntiformi cambiano un singolo nucleotide; le mutazioni cromosomiche sono grossi riarrangiamenti del materiale genetico; le mutazioni cromosomiche causano alcune malattie umane; le mutazioni sono spontanee o indotte; le mutazioni sono la materia prima dell’evoluzione. CAPITOLO 5 LA REGOLAZIONE DELL’ESPRESSIONE GENICA IN VIRUS E BATTERI 1.La genetica di virus: la struttura dei virus: la modalità di riproduzione dei fagi: il ciclo litico e il ciclo lisogeno; i virus animali presentano diversi cicli riproduttivi; i virus a RNA si riproducono grazie a particolari enzimi. 2. La ricombinazione genica nei procarioti: la coniugazione è la modalità di ricombinazione più importante. 3. I geni che si spostano: plasmidi e trasposoni: i plasmidi sono piccoli cromosomi mobili; i trasposoni: geni che saltano nel cromosoma. 4. L’operone: come i procarioti regolano l’espressione genica: un esempio di regolazione in Escherichia coli; gli operoni sono le unità di trascrizione dei procarioti; nell’operone lac il controllo operatore‐
repressore induce la trascrizione; nell’operone trp il controllo operatore‐repressore reprime la trascrizione; gli operoni inducibili e gli operoni reprimibili hanno funzioni diverse. CAPITOLO 6 LA REGOLAZIONE GENICA NEGLI EUCARIOTI 1.Il genoma eucariotico è più complesso di quello procariotico: le caratteristiche del genoma eucariotico; le sequenze ripetitive dei genomi eucariotici, 2. Quali sono le caratteristiche dei geni eucariotici: i geni che codificano proteine contengono anche sequenze non codificanti; il processo di splicing elimina gli introni dal trascritto di mRNA; 3. La regolazione prima della trascrizione: i meccanismi della trascrizione: un confronto tra eucarioti e procarioti; l’espressione genica è regolata da cambiamenti nella cromatina; i meccanismi di regolazione che agiscono sull’intero cromosoma. 4. La regolazione durante la trascrizione: i singoli geni possono essere trascritti in modo differenziale; i fattori di trascrizione e le sequenze regolatrici; uno stesso gene può produrre diversi mRNA per splicing alternativo. 5. La regolazione dopo la trascrizione: i controlli traduzionali; i controlli post traduzionali. 6. La regolazione genica interviene nello sviluppo embrionale: le tappe fondamentali dello sviluppo; i morfogeni e l’informazione posizionale; i geni omeotici controllano l’attività di ciascun segmento; lo sviluppo prevede la morte programmata di alcune cellule. CAPITOLO 7 LE BIOTECNOLOGIE 1.La tecnica del DNA ricombinante è alla base delle moderne biotecnologie: la tecnologia del DNA ricombinante richiede l’uso di enzimi specifici; gli enzimi di restrizione tagliano il DNA in corrispondenza di determinate sequenze; i frammenti di DNA si separano mediante elettroforesi su gel; un enzima in azione; i frammenti di restrizione forniscono un’impronta genetica; per ricombinare i frammenti di DNa servono le DNA ligasi; la reazione a catena della polimerasi; 2. Come si fa a inserire nuovi geni nelle cellule: la clonazione permette di ottenere di molte copie di un certo gene; la storia della clonazione. 3. Le genoteche e il DNA sintetico: le genoteche contengono raccolte di frammenti di DNA; le biblioteche di cDNA vengono costruite a partire da trascritti di mRNA. 5. Le nuove frontiere delle biotecnologie: le cellule come fabbriche di farmaci. CAPITOLO 8 L’EVOLUZIONE E I SUOI MECCANISMI 1.Le prime teorie scientifiche sulla storia della vita: il dibattito prima di Darwin: le specie sono immutabili?; Lamarck fu il primo scienziato a formulare una teoria sull’evoluzione; la teoria delle catastrofi cercò di spiegare l’esistenza dei fossili; 2. Charles Darwin e la nascita dell’evoluzionismo moderno: il viaggio sul Beagle spinse Darwin a riflettere sulla varietà dei viventi; le prove a sostegno dell’evoluzione; la paleontologia, la biogeografia; la formulazione della teoria della selezione naturale; Darwin lavorò per vent’anni accumulando prove a sostegno della propria teoria. VOLUME C IL CORPO UMANO CAPITOLO 1 L’ORGANIZZAZIONE DEL CORPO UMANO 1.il corpo umano presenta un’organizzazione gerarchica: i tessuti cellule specializzate per una funzione; i tessuti epiteliali; i principali tessuti epiteliali; il tessuto muscolare permette il movimento; i principali tipi di tessuti muscolari; i tessuti connettivi sostengono e svolgono funzioni metaboliche; i connettivi propriamente detti; i connettivi specializzati; il tessuto nervoso è composto da neuroni e cellule gliali. 3. La comunicazione tra le cellule e la regolazione dell’attività cellulare: la comunicazione cellulare: segnali specifici inducono risposte mirate; i recettori riconoscono il segnale e avviano la trasduzione; il legame tra molecola‐segnale e recettore e specifico. 4. Nel corpo umano la rigenerazione dei tessuti è controllata: la capacità di rigenerarsi varia a seconda del tipo di tessuto; le cellule staminali possono avere potenzialità diverse; le staminali adulte si attivano in risposta a segnali specifici; le cellule tumorali derivano da cellule normali prive di controllo; in che modo muoiono le cellule; oncogeni e geni oncosoppressori; le sostanze cancerogene aumentano la probabilità di ammalarsi di cancro. CAPITOLO 2 L’APPARATO CARDIOVASCOLARE E IL SANGUE 1.l’organizzazione dell’apparato cardiovascolare: un sistema chiuso con doppia circolazione; l’anatomia dell’apparato cardiovascolare e i movimenti del sangue. 2. Il cuore è il motore dell’apparato cardiovascolare: l’anatomia del cuore; il ciclo cardiaco; il battito cardiaco. 3. I vasi sanguigni e il movimento del sangue: le arterie sono resistenti ed elastiche, e sopportano una pressione intermittente; i capillari scambiano sostanze grazie a un flusso lento e regolare; le vene adottano particolari accorgimenti pe riportare il sangue al cuore. 5. La composizione e le funzioni del sangue: i componenti del sangue: gli elementi figurati e il plasma; gli eritrociti trasportano i gas respiratori; i leucociti svolgono molti ruoli di difesa; le piastrine sono essenziali per la coagulazione. CAPITOLO 3 L’APPARATO RESPIRATORIO E GLI SCAMBI GASSOSI 1.L’organizzazione e la funzione dell’apparato respiratorio: i due processi della ventilazione polmonare: la ventilazione e lo scambio ei gas; l’anatomia dell’apparato respiratorio umano; i polmoni aderiscono alle cavità toraciche mediante le pleure. 2. la meccanica della respirazione: la ventilazione polmonare: la ventilazione avviene grazie ai cambiamenti di pressione all’interno della cavità toracica; le secrezioni del tratto respiratorio coadiuvano la ventilazione. 3. Il sangue e gli scambi dei gas respiratori: il diossido di carbonio è trasportato nel sangue sangue sotto forma di ione bicarbonato. CAPITOLO 4 L’APPARATO DIGERENTE E L’ALIMENTAZIONE 1.l’organizzazione e la funzione dell’apparato digerente, a cosa serve la digestione; l’organismo vivente ha bisogno di una grande varietà di nutrienti; i macronutrienti sono elementi necessari in grandi quantità al nostro organismo, i micronutrienti sono necessari in quantità minime; le vitamine; l’organizzazione dell’apparato digerente; l’anatomia dell’apparato digerente. 2.dalla bocca alo stomaco le prime fasi della digestione: nella cavità orale il cibo viene frantumato e ha inizio la digestione dell’amido; nello stomaco procede la digestione meccanica e inizia la digestione chimica; lo stomaco rilascia gradualmente il suo contenuto nell’intestino tenue. 3. L’intestino lavora in sinergia con il pancreas e il fegato: la maggior parte della digestione chimica avviene nell’intestino tenue, il fegato svolge numerose funzioni oltre a quella digestiva; il fegato dirige il traffico delle molecole che alimentano il metabolismo; il pancreas è una ghiandola esocrina ed endocrina; le sostanze nutritive vengono assorbite nell’intestino tenue; l’acqua e gli ioni inorganici sono assorbiti nell’intestino crasso. 4. Il controllo della digestione e il metabolismo: sistema nervoso e ormoni controllano molte fasi della digestione; il pancreas controlla il metabolismo glucidico con l’insulina e il glucagone. CAPITOLO 7 IL SISTEMA ENDOCRINO 1.L’organizzazione e la funzione del sistema endocrino: gli ormoni sono messaggeri chimici che agiscono su specifiche cellule bersaglio; gli ormoni hanno natura chimica diversa; gli ormoni idrosolubile e liposolubili agiscono con meccanismi differenti; gli ormoni vengono secreti da cellule isolate o da piccole ghiandole. 2. L’integrazione tra funzioni nervose ed endocrine avviene a livello dell’ipotesi e dell’ipotalamo: la neuroipofisi rilascia due ormoni ipotalamici: ADH e ossitocina; l’adenoipofisi producce molti ormoni e controlla diverse ghiandole endocrine; alcuni ormoni ipotalamici esercitano un controllo sull’ipofisi anteriore. 3. Tiroide e paratiroide regolano il metabolismo e l’omeostasi: la struttura della tiroide; l’ormone tiroideo regola il metabolismo cellulare, sotto il controllo di ipofisi e ipotalamo; la calcitonina e il paratormone regolano i livelli emetici di calcio. 4. Il pancreas endocrino e il controllo della glicemia: la struttura del pancreas endocrino; l’insulina e il glucagone sono antagonisti. 5. Il surrene: la struttura e le funzioni della ghiandola surrenali. 6. Le gonadi producono steroidi sessuali: gli ormoni sessuali determinano i caratteri sessuali primari e secondari; gli ormoni sessuali controllano i cambiamenti puberali. CAPITOLO 8 LA RIPRODUZIONE E LO SVILUPPO 1.L’organizzazione e le funzioni degli apparati riproduttori maschili e femminile: le caratteristiche della riproduzione umana; l’anatomia dell’apparato riproduttore maschile: lo scroto e i testicoli, le vie spermatiche e le ghiandole, il pene; l’anatomia dell’apparato riproduttore femminile: le ovaie, le tube uterine, la vagina. 2. La gametogenesi produce gameti aploidi: la spermatogenesi è un processo continuo che produce milioni di spermatozoi; l’oogenesi è un processo ciclico che produce un numero limitato di cellule uovo; spermatogenesi e oogenesi a confronto. 3. Come funzionano l’apparato riproduttore maschile e femminile: il controllo dell’attività sessuale: una visione d’insieme; il controllo ormonale del maschio; il ciclo femminile comprende il ciclo ovarico e il ciclo uterino; il controllo ormonale del ciclo ovarico e del ciclo uterino; i tempi dell’età fertile femminile. CAPITOLO 9 IL SISTEMA NERVOSO 1.l’organizzazione e le funzioni del sistema nervoso: il sistema nervoso raccoglie gli stimoli ed elbora risposte complesse; il sistema nervoso dei vertebrati si divide in centrale e periferico; le unità funzionali del sistema nervoso: i neuroni; le cellule gliali sostengono e proteggono i neuroni. 2. I neuroni generano e conducono segnali elettrici: la membrana dei neuroni possiede un potenziale di membrana modificabile; il potenziale di riposo; i canali ionici ad accesso regolato alterano il potenziale di membrana; i potenziali d’azione consistono in una sequenza di fasi che invertono il potenziale di membrana; i potenziali d’azione sono generati da improvvise modifiche dei canali voltaggio‐dipendenti del sodio e del potassio; il potenziale d’azione si rigenera continuamente propagandosi lungo il neurone; i potenziali d’azione possono saltare lungo gli assoni; l’intensità ei potenziali d’azione rimane sempre costante. 3. Le sinapsi trasmettono lo stimolo nervoso da una cellula all’altra: la giunzione neuromuscolare è un modello di sinapsi chimica; gli eventi della trasmissione sinaptica; le sinapsi tra neuroni permettono interazioni molto complesse. Santeramo in Colle Gli alunni l’insegnante
